[go: up one dir, main page]

JP4964406B2 - Formation of narrow shape using edge of self-assembled monolayer - Google Patents

Formation of narrow shape using edge of self-assembled monolayer Download PDF

Info

Publication number
JP4964406B2
JP4964406B2 JP2004151141A JP2004151141A JP4964406B2 JP 4964406 B2 JP4964406 B2 JP 4964406B2 JP 2004151141 A JP2004151141 A JP 2004151141A JP 2004151141 A JP2004151141 A JP 2004151141A JP 4964406 B2 JP4964406 B2 JP 4964406B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base layer
layer
sam
patterned layer
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004151141A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005033184A (en
Inventor
アイゼンバーグ ジョアンナ
シー.サンダー ヴィクラム
Original Assignee
アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド filed Critical アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド
Publication of JP2005033184A publication Critical patent/JP2005033184A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4964406B2 publication Critical patent/JP4964406B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32139Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00055Grooves
    • B81C1/00063Trenches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/031Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT]
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

本発明は、一般に構造物、および構造物を作製する方法に関し、より具体的には、自己組織化単分子膜(SAM)の未組織性(disorder)を利用して構造物を作製する方法に関する。   The present invention generally relates to a structure and a method of manufacturing the structure, and more specifically, to a method of manufacturing a structure by using a disassembler of a self-assembled monolayer (SAM). .

ナノエレクトロニクス、情報記憶装置および光学機器の用途向けにナノ構造物(最小寸法が約100nm以下の構造物)を製造する、費用効果の高い方法を開発することに大きな関心が持たれている。そのような構造物を作製するいくつかの方法が、光学リソグラフィ・プロセスを置き換えるために提案されているが、それぞれ限界がある。例えば、電子線描画は、順次処理(serial process)であり、量産に耐えるものではない。X線および極紫外線リソグラフィは共に、それを使用する手順の複雑さのために限界がある。マイクロコンタクト・プリンティングは、エラストマー製スタンプを用いてアルカンチオール分子のパターンを転写するが、このパターン自体が組織状単分子層に形成され、銀や金等の金属と結合し、それにより金属用のエッチング・レジストとして作用する。しかし、印刷段階でのアルカンチオールの拡散により、その最小横寸法は約100nmに制限される。さらに、アルカンチオールで被覆されたエッチング表面上で欠陥が見出される。自己組織化単分子膜(SAM)を用いてパターニングする化学リソグラフィ・プロセスを開発する以前の試みにも問題があった。例えば、そのような方法は、銀上に銀が載った構造のように非平坦金属表面で溝部を形成するのに使用できるだけである。そのような方法はまた、様々なチェーン長のSAMに対して異なるエッチング耐性を有する金属に溝部を形成することに限定される。
Orlov O.A.et al.、Science 277:926−30(1997) M.L.Steigerwald et al.、Ann.Rev.Mat.Sci 19:471−495(1989) 「Dielectric Properties of Polyelectrolyte Multilayers」、Durstock M.F.およびRubner M.F.Langmuir、17:7865−72(2001)
There is great interest in developing cost-effective methods for producing nanostructures (structures with a minimum dimension of about 100 nm or less) for use in nanoelectronics, information storage devices and optical instruments. Several methods for making such structures have been proposed to replace optical lithography processes, each with its limitations. For example, electron beam drawing is a serial process and does not endure mass production. Both X-ray and extreme ultraviolet lithography are limited due to the complexity of the procedures that use them. Microcontact printing uses an elastomeric stamp to transfer a pattern of alkanethiol molecules, but this pattern itself is formed in a structured monolayer that binds to a metal such as silver or gold, thereby Acts as an etching resist. However, diffusion of alkanethiol during the printing stage limits its minimum lateral dimension to about 100 nm. In addition, defects are found on the etched surface coated with alkanethiol. There were also problems with previous attempts to develop a chemical lithography process for patterning using self-assembled monolayers (SAMs). For example, such a method can only be used to form grooves on a non-planar metal surface, such as a structure with silver on silver. Such a method is also limited to forming grooves in metals having different etch resistances for SAMs of various chain lengths.
Orlov O. A. et al. Science 277: 926-30 (1997). M.M. L. Steigerwald et al. Ann. Rev. Mat. Sci 19: 471-495 (1989) “Dielectric Properties of Polyelectrolyte Multilayers”, Durstock M. et al. F. And Rubner M. et al. F. Langmuir, 17: 7865-72 (2001).

したがって、本発明の目的は、広範な種類の金属および非金属表面に好適な構造を形成する方法であって、その表面は当該方法が終了した際に平坦になるような方法にある。   Accordingly, it is an object of the present invention to form a suitable structure on a wide variety of metal and non-metal surfaces, such that the surface becomes flat when the method is finished.

上述の問題点に対処するために、本発明の一実施形態は、基層に溝部を作製する方法を提供する。該方法は、パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、基層の部分の上に前記パターン化層を形成する工程を含む。該方法はまた、自己組織化単分子膜(SAM)を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させる工程を含む。前記SAMは前記目標領域内で未組織性領域を含んでいる。該方法はさらに、前記目標領域内の前記基層をエッチングする工程を含む。   In order to address the above-described problems, one embodiment of the present invention provides a method for making a groove in a base layer. The method includes forming the patterned layer over a portion of the base layer such that the patterned layer forms a target region disposed adjacent to the edge thereof. The method also includes the step of aligning a self-assembled monolayer (SAM) with the patterned layer, but chemically bonding to the base layer except for the patterned layer. The SAM includes an unorganized region within the target region. The method further includes etching the base layer in the target area.

本発明の別の実施形態は、基層上に配置された配線を作製する方法である。該方法は、パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、基層の部分の上に前記パターン化層を形成する工程を含む。該方法はさらに、第1の自己組織化単分子膜(SAM)を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させる工程を含む。前記SAMは前記目標領域内で未組織性領域を含んでいる。該方法はまた、前記目標領域内で前記第1のSAMを第2のSAMと交換する工程を含む。   Another embodiment of the present invention is a method of making a wiring disposed on a base layer. The method includes forming the patterned layer over a portion of the base layer such that the patterned layer forms a target region disposed adjacent to the edge thereof. The method further includes aligning a first self-assembled monolayer (SAM) with the patterned layer, but chemically bonding to the base layer except for the patterned layer. The SAM includes an unorganized region within the target region. The method also includes exchanging the first SAM with a second SAM within the target area.

本発明のさらに別の実施形態は、電界効果トランジスタを作製する方法である。該方法は、基礎基板上に絶縁層を配置する工程と、前記絶縁層上に基層を堆積する工程とを含む。該方法はまた、上述のように前記基層に溝部を形成して、前記絶縁層を露出させ、それによりソースおよびドレインを形成する工程を含む。該方法はさらに、前記溝部内にゲート誘電体を形成する工程と、前記パターン化層を除去する工程と、前記ゲート誘電体ならびに前記ソースおよびドレイン上に半導体構造を形成する工程とを含む。   Yet another embodiment of the invention is a method of making a field effect transistor. The method includes disposing an insulating layer on a base substrate and depositing a base layer on the insulating layer. The method also includes the step of forming a trench in the base layer as described above to expose the insulating layer, thereby forming a source and drain. The method further includes forming a gate dielectric in the trench, removing the patterned layer, and forming a semiconductor structure on the gate dielectric and the source and drain.

本発明は、添付の図面と共に読むことで下記の詳細な説明から最もよく理解される。種々の形状は一定の寸法比では示されておらず、説明を明確にするために任意に拡大または縮小できるものとする。下記の説明は、添付図面と併せて参照される。   The invention is best understood from the following detailed description when read with the accompanying drawing figures. The various shapes are not shown in certain dimensional ratios and can be arbitrarily expanded or reduced for clarity of explanation. The following description is referred to in conjunction with the accompanying drawings.

本発明では、基層の平坦表面中にまたはその上における狭小構造の形成を容易にするために、基層上でのパターン化層の堆積を利用することが有利であることを認識している。SAMで保護されていないので、パターン化層は後続の処理によって容易に除去可能であり、それによって基層の平坦表面をその中または上に該構造が形成された状態にすることになる。平坦表面中またはその上にそのような構造を形成することは、能動または受動デバイス構造を形成する後続の加工工程を簡単にするので、望ましいことである。さらに、基層上において、パターン化層と並べて、しかしその上ではないところにSAMを形成すると、基層とパターン化層との間の縁部界面でSAMのより狭小な未組織性領域が形成される。このことにより、様々な基層により狭小な構造をより精密に形成できるので有利である。   The present invention recognizes that it is advantageous to utilize the deposition of a patterned layer on the base layer to facilitate the formation of narrow structures in or on the planar surface of the base layer. Because it is not protected by SAM, the patterned layer can be easily removed by subsequent processing, thereby leaving the planar surface of the base layer with the structure formed therein or thereon. Forming such a structure in or on a flat surface is desirable because it simplifies subsequent processing steps to form active or passive device structures. In addition, forming a SAM on the base layer alongside but not on the patterned layer results in a narrower unstructured region of the SAM at the edge interface between the base layer and the patterned layer. . This is advantageous because a narrow structure can be more precisely formed by various base layers.

図1A〜1Hは、溝部101を作製する方法の一実施形態による中間構造の断面図を示す。溝部101は、基礎基板110上に配置された基層105中にある。ある実施形態では基礎基板110は半導体基板110であるが、ガリウム砒素またはゲルマニウムなど他の多くの材料が好適な基礎基板110となり得ることが当業者は理解されよう。基層105は、蒸着など通常の技法で基礎基板110上に形成される(図1A)。基層105は、SAM107と結合可能な金属または非金属からなる(図1E)。例示的な基層材料105には、金、銀、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、もしくはそれらの混合物、またはシリコンが含まれる。通常の相補性金属酸化膜半導体プロセスに適合するパラジウムなどの基層に溝部101を作製するために、上記方法を使用すると有利である。この方法は、異なるチェーン長を有する複数のSAM107間でエッチング耐性に差がない場合にパラジウムなどの基層に溝部101を作製することにも有利に適用できる。   1A-1H show cross-sectional views of an intermediate structure according to one embodiment of a method for making a groove 101. FIG. The groove 101 is in the base layer 105 disposed on the base substrate 110. In some embodiments, the base substrate 110 is a semiconductor substrate 110, but those skilled in the art will appreciate that many other materials such as gallium arsenide or germanium can be suitable base substrates 110. The base layer 105 is formed on the base substrate 110 by an ordinary technique such as vapor deposition (FIG. 1A). The base layer 105 is made of a metal or a nonmetal that can be bonded to the SAM 107 (FIG. 1E). Exemplary base material 105 includes gold, silver, copper, platinum, palladium, aluminum, or mixtures thereof, or silicon. It is advantageous to use the above method to make the groove 101 in a base layer such as palladium that is compatible with normal complementary metal oxide semiconductor processes. This method can also be advantageously applied to manufacturing the groove 101 in the base layer of palladium or the like when there is no difference in etching resistance between the plurality of SAMs 107 having different chain lengths.

図1B〜1Dに示すように、当該方法は、基層105の部分117上にパターン化層115を形成することを含む。パターン化層115は、その縁部125に目標領域120が隣接配置して形成されるように形成される。パターン化層115は、基層105上でフォトレジスト130の通常の堆積を行い、次いでフォトリソグラフィでパターニングすることにより形成される。ある好適な実施形態では、図1Cに示すように、パターン化層115は、フォトレジスト130および基層105上に堆積される。図1Dに示すように、フォトレジスト130の通常のリフト・オフの後、パターン化層115は基層105の部分117上に残留する。代替実施形態では、パターン化層115は、ステンシル・マスクを通したパターン化層115の通常の蒸着により基層105上に形成される。   As shown in FIGS. 1B-1D, the method includes forming a patterned layer 115 on a portion 117 of the base layer 105. The patterned layer 115 is formed such that the target region 120 is formed adjacent to the edge 125 thereof. The patterned layer 115 is formed by performing a normal deposition of a photoresist 130 on the base layer 105 and then patterning with photolithography. In one preferred embodiment, a patterned layer 115 is deposited on the photoresist 130 and the base layer 105, as shown in FIG. 1C. As shown in FIG. 1D, after normal lift-off of the photoresist 130, the patterned layer 115 remains on the portion 117 of the base layer 105. In an alternative embodiment, the patterned layer 115 is formed on the base layer 105 by conventional deposition of the patterned layer 115 through a stencil mask.

パターン化層115は、基層105のエッチャントに対して不活性であり、基層105に化学的に結合可能であるが、SAM107に対しては化学的に結合可能ではない化合物である。ある実施形態では、パターン化層115は、基層105とは異なる金属、例えばクロムまたはチタンである。他の実施形態では、パターン化層115は、フォトレジスト130などの有機化合物である。パターン化層115に有機化合物を用いると、パターン化層115を除去するのに腐食性エッチャントを用いる必要性を回避できる。腐食性エッチャント、例えばフッ化水素は、他の構成要素を損傷する恐れがある。フォトレジスト130を使用すると、通常の光学リソグラフィ技法を用いてパターン化層115を形成できるので、特に有利である。SAM107に化学的に結合しない好適なフォトレジスト化合物の例には、フッ素系脂肪族ポリマーエステル(fluoroaliphatic polymer ester)を含有するジアゾ系光活性型フォトレジストが含まれる。好適な一実施例では、パターン化層115は、製品番号Shipley1805(Shipley Corporation、米国マサチューセッツ州、モールボロ市)からなる。   The patterned layer 115 is a compound that is inert to the etchant of the base layer 105 and can be chemically bonded to the base layer 105 but not chemically bonded to the SAM 107. In some embodiments, the patterned layer 115 is a metal different from the base layer 105, such as chromium or titanium. In other embodiments, patterned layer 115 is an organic compound such as photoresist 130. Using an organic compound for the patterned layer 115 avoids the need to use a corrosive etchant to remove the patterned layer 115. Corrosive etchants, such as hydrogen fluoride, can damage other components. Use of the photoresist 130 is particularly advantageous because the patterned layer 115 can be formed using conventional optical lithography techniques. Examples of suitable photoresist compounds that do not chemically bond to the SAM 107 include diazo-based photoactive photoresists that contain a fluorinated aliphatic polymer ester. In one preferred embodiment, the patterned layer 115 comprises the product number Shipley 1805 (Shipley Corporation, Moorboro, Mass.).

図1Eに示すように、当該方法はまた、SAM107を基層105に対してパターン化層115と並べて化学的に結合させることを含む。SAM107を基層105に対して化学的に結合させることは、SAM107の分子を含有する溶液または蒸気に基層105を曝露することを含む。曝露は、分子がSAM107に自己組織化し、かつ基層105に化学的に結合または接着することが可能になるように十分な時間で行う。   As shown in FIG. 1E, the method also includes chemically bonding the SAM 107 to the base layer 105 alongside the patterned layer 115. Chemically bonding the SAM 107 to the base layer 105 includes exposing the base layer 105 to a solution or vapor containing SAM 107 molecules. The exposure is performed for a time sufficient to allow the molecules to self-assemble into the SAM 107 and to chemically bond or adhere to the base layer 105.

SAM107はパターン化層115から除かれる。パターン化層115は、SAM107の分子がパターン化層115に化学的に結合または接着しないために、被覆されない状態とされる。もちろん、微量のSAM107が静電力などの弱い非共有結合力によりパターン化層115にかすかに密着している場合があることを理解されたい。しかし、パターン化層115上にあるこのような微量のSAM107分子は、後述するようにエッチャントでパターン化層を除去する際の妨げにはなるまでには至らない。したがって、未被覆のパターン化層115は、後述するようにエッチャントで除去できる。   The SAM 107 is removed from the patterned layer 115. The patterned layer 115 is left uncoated because the molecules of the SAM 107 do not chemically bond or adhere to the patterned layer 115. Of course, it should be understood that a small amount of the SAM 107 may be slightly adhered to the patterned layer 115 due to weak non-covalent bonding force such as electrostatic force. However, such a small amount of SAM107 molecules on the patterned layer 115 does not interfere with the removal of the patterned layer with an etchant, as will be described later. Thus, the uncoated patterned layer 115 can be removed with an etchant as described below.

図1Fに示すように、当該方法はまた、目標領域120内の基層105を除去するためのエッチングを含んでいる。目標領域120は、SAM107の未組織化部分が縁部125に近接しているために、概部分の下方に配置されている。基層105に対するエッチャントはSAMの未組織化領域を介してより容易に拡散し、それによって目標領域120内にある基層105の部分を選択的に除去する。好適な基層エッチャントとしては、下記に例示するように、フェロシアン化物、フェリシアン化物、チオ硫酸塩、および水酸化物を含む各種水溶液、ならびに、燐酸、硝酸、酢酸、硫酸またはそれらの組み合わせなどの各種酸性水溶液がある。   As shown in FIG. 1F, the method also includes etching to remove the base layer 105 in the target region 120. The target area 120 is located below the approximate portion because the unorganized portion of the SAM 107 is close to the edge 125. The etchant for the base layer 105 diffuses more easily through the unstructured region of the SAM, thereby selectively removing portions of the base layer 105 that are within the target region 120. Suitable base layer etchants include various aqueous solutions including ferrocyanide, ferricyanide, thiosulfate, and hydroxide, and phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, sulfuric acid, or combinations thereof, as exemplified below. There are various acidic aqueous solutions.

溝部101の幅140は、基層エッチャントに対する曝露時間に応じて拡大または縮小可能である。一例として、基層105が金であり、パターン化層115がチタンであり、エタノール中のn−ヘキサデカンチオールの0.01M溶液に対して基層105を少なくとも2時間曝露することによってSAM107が形成される、好適な一実施形態を考察する。基層105は、10mMのフェロシアン化カリウム、1mMのフェリシアン化カリウム、100mMのチオ硫酸ナトリウム、および1Mの水酸化ナトリウムからなる水溶液を含んだエッチャントに異なる時間で曝露される。エッチングにより、約6〜約12分の曝露後は約50nmの幅140を有する溝部が生成し、約16分の曝露後は約70nmの幅140を有する溝部が生成し、約60分の曝露後は約240〜約250nmの幅140を有する溝部が生成する。   The width 140 of the groove portion 101 can be enlarged or reduced according to the exposure time to the base layer etchant. As an example, SAM 107 is formed by exposing base layer 105 for at least 2 hours to a 0.01 M solution of n-hexadecanethiol in ethanol, wherein base layer 105 is gold and patterned layer 115 is titanium. Consider one preferred embodiment. Substrate 105 is exposed at different times to an etchant comprising an aqueous solution consisting of 10 mM potassium ferrocyanide, 1 mM potassium ferricyanide, 100 mM sodium thiosulfate, and 1 M sodium hydroxide. Etching produces a trench having a width 140 of about 50 nm after about 6 to about 12 minutes of exposure, and after about 16 minutes of exposure, produces a trench having a width 140 of about 70 nm, after about 60 minutes of exposure. Produces a groove having a width 140 of about 240 to about 250 nm.

当該方法により形成された溝部142(図1F)の縁部を用いて、第2の溝部を形成するための他の目標領域を生成できることを当業者は理解されよう。エッチング時間を変化させて当該方法を反復して適用することにより、デュアル・ダマシン構造など、基層中に種々の複雑な溝構造を作成できる。このような構造が、集積回路内の能動部品および受動部品の作製を容易にすることになる。   Those skilled in the art will appreciate that the edge of the groove 142 (FIG. 1F) formed by the method can be used to generate other target regions for forming the second groove. By applying the method repeatedly with varying etch times, various complex groove structures can be created in the base layer, such as a dual damascene structure. Such a structure will facilitate the fabrication of active and passive components within the integrated circuit.

図1Gに示すように、当該方法はさらに、基層105に溝部101をエッチング形成した後、パターン化層115を除去することを含んでいる。パターン化層115のエッチャントの組成はパターン化層115の組成によって決まることを当業者は理解されよう。例えば、パターン化層115がチタンである場合、エッチャントはフッ化水素を含むことが好ましく、例えば、フッ化水素の1%水溶液である。あるいは、パターン化層115がフォトレジスト130である場合、エッチャントはアセトンまたは類似の有機溶剤である。   As shown in FIG. 1G, the method further includes removing the patterned layer 115 after etching the groove 101 in the base layer 105. Those skilled in the art will appreciate that the composition of the etchant of the patterned layer 115 depends on the composition of the patterned layer 115. For example, when the patterned layer 115 is titanium, the etchant preferably contains hydrogen fluoride, for example, a 1% aqueous solution of hydrogen fluoride. Alternatively, if the patterned layer 115 is a photoresist 130, the etchant is acetone or a similar organic solvent.

図1Hに示すように、当該方法はまた、基層105に溝部101をエッチング形成した後、SAM107を除去することを含んでいる。やはり、SAMエッチャントの組成はSAM107の組成によって決まることを当業者は同様に理解するであろう。SAM107がアルカンチオールを含む場合は、エッチャントは、活性エッチャントとして酸素プラズマを用いる反応性イオン・エッチャント(RIE)を含む。ある好適な実施形態では、RIEは、40mTorrの酸素、約10秒で約80WのRF電力を含んでいる。   As shown in FIG. 1H, the method also includes removing the SAM 107 after etching the groove 101 in the base layer 105. Again, those skilled in the art will similarly understand that the composition of the SAM etchant depends on the composition of the SAM 107. When the SAM 107 contains an alkanethiol, the etchant includes a reactive ion etchant (RIE) that uses oxygen plasma as the active etchant. In one preferred embodiment, the RIE includes 40 mTorr of oxygen and about 80 W of RF power in about 10 seconds.

SAM107は、有機分子を基層105に化学的に結合させる官能基を有する有機分子を含んでいる。基層105が金属である実施形態では、有機分子は非分岐のアルカン鎖であり、官能基はチオールであることが好ましい。例としては、HS−(CH−X(ただし、nは2と20の間、Xは−CHまたは−COH)なる化学式を有する有機分子が含まれる。基層105がAl上のAl層である場合、好ましくは、有機分子は非分岐アルカン鎖であり、官能基はホスホン基である。例としては、PO(OH)−(CH−CH(ただし、nは2と20の間)なる化学式を有する有機分子が含まれる。基層105がSi上のSiO層である場合、好ましくは、有機分子は非分岐アルカン鎖であり、官能基はシランである。例としては、Si(Cl)−(CH−CH(ただし、nは2と20の間)なる化学式を有する有機分子が含まれる。 The SAM 107 includes an organic molecule having a functional group that chemically bonds the organic molecule to the base layer 105. In embodiments where the base layer 105 is a metal, the organic molecule is preferably an unbranched alkane chain and the functional group is preferably a thiol. Examples, HS- (CH 2) n -X ( where, n is between 2 and 20, X is -CH 3 or -CO 2 H) include organic molecules having made formula. When the base layer 105 is an Al 2 O 3 layer on Al, preferably the organic molecule is an unbranched alkane chain and the functional group is a phosphone group. Examples, PO (OH) 2 - ( CH 2) n -CH 3 ( where, n is 2 and between 20) include organic molecules having made formula. When the base layer 105 is a SiO 2 layer on Si, preferably the organic molecule is an unbranched alkane chain and the functional group is silane. Examples include organic molecules having the chemical formula Si (Cl) 3 — (CH 2 ) n —CH 3 , where n is between 2 and 20.

図2A〜2Hは、基礎基板210上に配線201を作製する方法の実施形態の構成を示している。類似の参照番号が、図1A〜1Hに示した類似構造を示すのに用いられる。上述した手順および実施形態はいずれも、図2A〜2Hに示した方法に適用できる。   2A to 2H show a configuration of an embodiment of a method for producing the wiring 201 on the base substrate 210. FIG. Similar reference numbers are used to indicate similar structures shown in FIGS. Any of the procedures and embodiments described above can be applied to the method shown in FIGS.

図2Aは、パターン化層215がその縁部225に隣接配置した目標領域220を形成するように、基層205の部分217上にパターン化層215を形成することを示す。基層205が基礎基板210上に形成され、その上にパターン化層215が、前述し図1A〜1Dに示した同じ工程を用いて形成される。図2Bは、上述し図1Eに示した工程と類似の工程を用いて、第1のSAM207を基層205に対してパターン化層215と並べて、しかしパターン化層215の上にはならないように化学的に結合させることを示している。   FIG. 2A shows forming the patterned layer 215 on the portion 217 of the base layer 205 such that the patterned layer 215 forms a target region 220 located adjacent to its edge 225. A base layer 205 is formed on the base substrate 210, and a patterned layer 215 is formed thereon using the same process described above and shown in FIGS. 2B uses a process similar to that described above and illustrated in FIG. 1E to align the first SAM 207 with the patterned layer 215 relative to the base layer 205, but not to overlie the patterned layer 215. It is shown to be combined.

図2Cは、目標領域220内で第1のSAM207を第2のSAM245と交換することを示している。第1のSAM207は、平坦領域235よりも縁部225の近傍でより未組織性が高い。したがって、目標領域220内では第1のSAM207を第2のSAM245と選択的に交換することが可能である。基層205が金属層である場合、第1のSAM207は、HS−(CH−X(ただし、nは2と10の間、Xは−CHまたは−COH)なる化学式を有する短鎖アルカンチオールである。そのような実施形態では、第2のSAM245は、HS−(CH−X(ただし、nは11と20の間、Xは−CHまたは−COH)なる化学式を有する長鎖アルカンチオールである。例として、好適な一実施形態では、第1のSAM207は、基層205をエタノール中10mMのHS−(CH−COHの溶液に室温で10時間曝露することによって、金の基層205に結合される。次いで、第1のSAM207は、第1のSAM207をエタノール中10mMのHS−(CH15−COHを含む溶液に室温で1時間曝露することによって、目標領域220で第2のSAM245と選択的に交換される。 FIG. 2C illustrates exchanging the first SAM 207 with the second SAM 245 within the target area 220. The first SAM 207 is more unorganized near the edge 225 than the flat region 235. Accordingly, the first SAM 207 can be selectively exchanged with the second SAM 245 within the target area 220. When the base layer 205 is a metal layer, the first SAM 207 has a chemical formula of HS— (CH 2 ) n —X (where n is between 2 and 10, and X is —CH 3 or —CO 2 H). It is a short chain alkanethiol. In such an embodiment, the second SAM 245 is a long chain having the chemical formula HS— (CH 2 ) n —X, where n is between 11 and 20, and X is —CH 3 or —CO 2 H. Alkanethiol. By way of example, in a preferred embodiment, the first SAM 207 comprises a gold substrate 205 by exposing the substrate 205 to a solution of 10 mM HS— (CH 2 ) 2 —CO 2 H in ethanol for 10 hours at room temperature. Combined with The first SAM 207 then exposes the first SAM 207 to the second SAM 245 in the target region 220 by exposing the first SAM 207 to a solution containing 10 mM HS— (CH 2 ) 15 —CO 2 H in ethanol for 1 hour at room temperature. Selectively exchanged.

図2Dおよび2Eは、配線201を作製する方法の第1の実施形態を示す。この方法は、目標領域220の外側に配置された基層205をエッチングすることを含んでいる。図2Dに示すように、基層205をエッチングすることはさらに、上述したようにパターン化層のエッチャントにパターン化層215に曝露して、パターン化層215を除去し、それによって基層205の部分217の被覆を取り除く。図2Eは、目標領域220の外側に配置された基層205をエッチングすることがさらに、基層エッチャントに基層205を曝露することを含むことを示している。基層のエッチャントは、第2のSAM245よりも第1のSAM207を介してより容易に拡散し、そのため目標領域220の外側の基層205を選択的に除去し、それによって配線201を形成する。例えば、チタンのパターン化層215を除去した後、上述のようなフッ化水素に対する曝露を経て、金の基層205は基層エッチャント(例えば、10mMのフェロシアン化カリウム、1mMのフェリシアン化カリウム、100mMのチオ硫酸ナトリウム、および1Mの水酸化ナトリウムからなる水溶液)に約40秒曝露される。   2D and 2E show a first embodiment of a method for producing the wiring 201. The method includes etching the base layer 205 disposed outside the target area 220. As shown in FIG. 2D, etching the base layer 205 further exposes the patterned layer 215 to the patterned layer etchant as described above to remove the patterned layer 215, thereby providing a portion 217 of the base layer 205. Remove the coating. FIG. 2E shows that etching the base layer 205 disposed outside the target region 220 further includes exposing the base layer 205 to a base layer etchant. The base layer etchant diffuses more easily through the first SAM 207 than the second SAM 245, thus selectively removing the base layer 205 outside the target region 220, thereby forming the interconnect 201. For example, after removal of the patterned titanium layer 215 and exposure to hydrogen fluoride as described above, the gold base layer 205 can be a base layer etchant (eg, 10 mM potassium ferrocyanide, 1 mM potassium ferricyanide, 100 mM sodium thiosulfate). And an aqueous solution of 1M sodium hydroxide) for about 40 seconds.

図2Fは、配線201を形成する方法の第2実施形態を示す。この方法は、目標領域220における導電性金属結晶201の核成長を含んでいる。このような実施形態では、基層205はSi上のSiO等の非導電性材料を含むことが好ましい。ある好適な実施例では、第1のSAM207を構成する有機分子は、Si(Cl)−(CH−CH(ただし、nは2と20の間)なる化学式を有し、第2のSAM245は、Si(Cl)−(CH−COH(ただし、nは2と20の間)なる化学式を有する。 FIG. 2F shows a second embodiment of a method for forming the wiring 201. This method includes nucleation of the conductive metal crystal 201 in the target region 220. In such an embodiment, the base layer 205 preferably includes a non-conductive material such as SiO 2 on Si. In a preferred embodiment, the organic molecule constituting the first SAM 207 has the chemical formula Si (Cl) 3 — (CH 2 ) n —CH 3 (where n is between 2 and 20), 2 SAM245 is, Si (Cl) 3 - ( CH 2) n -CO 2 H ( where, n is 2 and between 20) having become formula.

配線201を構成する導電性金属結晶の核成長は、第1実施形態の図2Dに示したようにパターン化層215をエッチャントに暴露して、パターン化層215を除去し、それにより基層205の部分217の被覆を取り除くことを含んでよい。図2Fはさらに、目標領域220内の配線201の導電性金属結晶の核成長がさらに、硫化カドミウムなどの金属塩を含有する溶液に基層220を曝露して配線201を形成することを含むことを示している。
第1または第2の上述の諸工程を行った後、必要であれば、第2のSAM245は、前述したRIE手順など、SAMエッチャントに曝露することにより除去してよい。
As shown in FIG. 2D of the first embodiment, the nucleation of the conductive metal crystal constituting the wiring 201 is performed by exposing the patterned layer 215 to the etchant and removing the patterned layer 215, thereby Removing the coating of portion 217 may be included. FIG. 2F further includes nucleating conductive metal crystals of the interconnect 201 in the target region 220 further comprising exposing the base layer 220 to a solution containing a metal salt such as cadmium sulfide to form the interconnect 201. Show.
After performing the first or second steps described above, the second SAM 245 may be removed by exposure to a SAM etchant, such as the RIE procedure described above, if necessary.

配線201を作製する方法はまた、基層205または基礎基板210上における線形構造の形成にも非線形構造の形成にも使用できることを当業者は理解されよう。ある実施形態では、例えば、配線201は量子ドットとして知られる円形構造を形成する。円形構造は、相互接続された量子ドット上の個々の電子の位置を特定することにより論理状態の符号化を容易にするための、量子ドットを有する論理回路の製作に有利に使用できる。このことは、例えば、Orlov O.A.et al.、Science 277:926−30(1997)、またはM.L.Steigerwald et al.、Ann.Rev.Mat.Sci 19:471−495(1989)に記載されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。   Those skilled in the art will appreciate that the method of making the wiring 201 can also be used to form a linear structure or a non-linear structure on the base layer 205 or the base substrate 210. In some embodiments, for example, the wiring 201 forms a circular structure known as a quantum dot. Circular structures can be advantageously used in the fabrication of logic circuits with quantum dots to facilitate the encoding of logic states by locating individual electrons on interconnected quantum dots. This is described, for example, in Orlov O.D. A. et al. Science 277: 926-30 (1997); L. Steigerwald et al. Ann. Rev. Mat. Sci 19: 471-495 (1989), which are incorporated herein by reference.

別の実施形態は、電界効果トランジスタ300を作製する方法である。図3A〜3Eに示したこの方法は、上述の溝部301を形成する方法(図3C)を組み込んでいる。溝部301を作製する上述の方法のいずれもが、電界効果トランジスタ300の作製に使用できる。図3に示す実施形態に加えて多くの代替トランジスタ構造が本発明の構造を有利に組み込むことが可能であることを当業者は理解されよう。   Another embodiment is a method of making a field effect transistor 300. The method shown in FIGS. 3A to 3E incorporates the method (FIG. 3C) for forming the groove 301 described above. Any of the above-described methods for fabricating the groove 301 can be used to fabricate the field effect transistor 300. Those skilled in the art will appreciate that many alternative transistor structures in addition to the embodiment shown in FIG. 3 can advantageously incorporate the structure of the present invention.

図1ならびに図2に示した構造と類似の構造を示す参照番号を用いると、トランジスタ300を作製する方法は、半導体基板310上に絶縁層350を配置することを含んでいる(図3A)。ある好適な実施形態では、基礎基板310は、ポリシリコンなどの半導体基板を含み、絶縁層350は二酸化シリコンを含む。そのような実施形態では、基礎基板310の一部分が、トランジスタ300のゲートとして働く。   Using reference numerals indicating structures similar to those shown in FIGS. 1 and 2, the method for making the transistor 300 includes placing an insulating layer 350 over the semiconductor substrate 310 (FIG. 3A). In one preferred embodiment, the base substrate 310 comprises a semiconductor substrate such as polysilicon and the insulating layer 350 comprises silicon dioxide. In such an embodiment, a portion of base substrate 310 serves as the gate of transistor 300.

図3Bに示すように、金などの導電性材料からなる基層305が絶縁層350上に堆積される。図3Cは、基層305に溝部301を形成して、絶縁層350の曝露を行い、それにより基層305から別々にソースおよびドレイン電極355、360を形成することを示している。好適な実施形態では、溝部301は約100nm未満の幅340を有し、より好ましくは約50nmの幅340を有する。溝部301の幅が狭小であることにより、後述するようにトランジスタ300のチャネルの全長が縮小されるので有利である。ある好適な実施形態では、溝部301は、約10nmから20nmの間の深さ365を有し、より好ましくは約15nmの深さを有する。このような浅い溝深さ365は、ゲート誘電体370(図3D)の形成を容易にするので、好ましい。   As shown in FIG. 3B, a base layer 305 made of a conductive material such as gold is deposited on the insulating layer 350. FIG. 3C shows forming a groove 301 in the base layer 305 to expose the insulating layer 350, thereby forming source and drain electrodes 355, 360 separately from the base layer 305. In a preferred embodiment, the groove 301 has a width 340 of less than about 100 nm, and more preferably has a width 340 of about 50 nm. The narrow width of the groove 301 is advantageous because the entire channel length of the transistor 300 is reduced as described later. In one preferred embodiment, the groove 301 has a depth 365 between about 10 nm and 20 nm, and more preferably has a depth of about 15 nm. Such a shallow trench depth 365 is preferred because it facilitates formation of the gate dielectric 370 (FIG. 3D).

図3Dに示すように、ゲート誘電体370は、二酸化シリコンなどの誘電体材料で溝部301を充填する通常の工程を用いて形成される。別法として、ある好適な実施形態では、溝部301の充填は、絶縁層350を負に帯電させること、例えば、硫酸および過酸化水素の溶液で処理し、次いで水酸化アンモニウムおよび過酸化水素での処理を行うことによって促進される。好ましい実施形態では、次いで、基層305はアルキル終端チオール溶液中に浸漬され、これはAu電極355および360のみに選択的に結合して、Au電極355、360の頂部に高分子電解質(polyelectrolyte)が付着するのを阻止する。これに続いて、1種または複数種の荷電高分子電解質を含むゲート誘電体材料370の多層堆積を行う。例えば、ある好ましい実施形態では、荷電高分子電解質は、ポリアリルアミン、ポリアクリル酸、またはそれらの混合物である。溝部301内に配置されると、高分子電解質は電荷中性となり、それによりゲート誘電体材料を中性にし、したがって絶縁性にする。種々の上記のような層毎の堆積が利用可能であることを当業者は理解されよう。例えば、「Dielectric Properties of Polyelectrolyte Multilayers」、Durstock M.F.およびRubner M.F.Langmuir、17:7865−72(2001)(これは全体を参照として本明細書に組み込まれる)を参照されたい。   As shown in FIG. 3D, the gate dielectric 370 is formed using a normal process of filling the trench 301 with a dielectric material such as silicon dioxide. Alternatively, in certain preferred embodiments, filling of the groove 301 includes negatively charging the insulating layer 350, eg, treating with a solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and then with ammonium hydroxide and hydrogen peroxide. It is facilitated by processing. In a preferred embodiment, the base layer 305 is then immersed in an alkyl-terminated thiol solution, which selectively binds only to the Au electrodes 355 and 360, with a polyelectrolyte on top of the Au electrodes 355, 360. Prevents adhesion. This is followed by a multilayer deposition of gate dielectric material 370 containing one or more charged polyelectrolytes. For example, in certain preferred embodiments, the charged polyelectrolyte is polyallylamine, polyacrylic acid, or a mixture thereof. When placed in the trench 301, the polyelectrolyte becomes charge neutral, thereby neutralizing the gate dielectric material and thus insulating. Those skilled in the art will appreciate that various layer-by-layer depositions as described above are available. For example, “Dielectric Properties of Polyelectrolyte Multilayers”, Durstock M. F. And Rubner M. et al. F. See Langmuir, 17: 7865-72 (2001), which is incorporated herein by reference in its entirety.

図3Eに示すように、次いで、半導体構造375がゲート誘電体370ならびにゲートおよびドレイン355、360上に形成される。例えば、ある実施形態では、半導体構造375は、パターニングされたマスクを介して堆積される。半導体構造375は電子移動度の低い材料からなり、それによりゲート310に電圧が印加された場合を除いて非導電的になるようになっている。このような材料は当業者にはよく知られており、ペンタセン(pentacene)またはテトラセン(tetracene)を含む。溝部301の幅は、ゲート誘電体370と半導体375との間の界面に配置されたチャネル380の寸法を定義する。
本発明を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更、置換および改変が可能であることを当業者は理解されたい。
As shown in FIG. 3E, a semiconductor structure 375 is then formed over the gate dielectric 370 and the gates and drains 355,360. For example, in some embodiments, the semiconductor structure 375 is deposited through a patterned mask. The semiconductor structure 375 is made of a material with low electron mobility, so that it is non-conductive except when a voltage is applied to the gate 310. Such materials are well known to those skilled in the art and include pentacene or tetracene. The width of the trench 301 defines the dimension of the channel 380 disposed at the interface between the gate dielectric 370 and the semiconductor 375.
Although the invention has been described in detail, those skilled in the art will appreciate that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate structure formed by the method of producing a groove part in a base layer. 製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of producing the wiring arrange | positioned on the base layer in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of producing the wiring arrange | positioned on the base layer in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of producing the wiring arrange | positioned on the base layer in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of producing the wiring arrange | positioned on the base layer in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of producing the wiring arrange | positioned on the base layer in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of producing the wiring arrange | positioned on the base layer in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a field effect transistor in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a field effect transistor in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a field effect transistor in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a field effect transistor in the various intermediate stage of manufacture. 製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a field effect transistor in the various intermediate stage of manufacture.

Claims (11)

パターン化層(115)がその縁部(125)に隣接して配置された目標領域(120)を形成するように、基層(105)の部分の上に前記パターン化層(115)を形成する工程と、
自己組織化単分子膜(SAM)(107)を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層(115)は除いて前記基層(105)に対して化学的に結合させる工程であって、前記自己組織化単分子膜(SAM)(107)は前記目標領域(120)内で未組織性領域を含む工程と、
前記目標領域(120)内の前記基層(105)をエッチングする工程と
を含む、基層に溝部を作製する方法。
The patterned layer (115) is formed on a portion of the base layer (105) such that the patterned layer (115) forms a target region (120) disposed adjacent to its edge (125). Process,
Aligning a self-assembled monolayer (SAM) (107) with the patterned layer, but excluding the patterned layer (115) and chemically bonding to the base layer (105) , A self-assembled monolayer (SAM) (107) comprising an unorganized region within the target region (120) ;
Etching the base layer (105 ) in the target region (120) .
エッチング工程はさらに、前記縁部(125)に配置された前記自己組織化単分子膜(SAM)(107)を介して拡散可能なエッチャントに前記基層(105)を曝露し、それによって目標領域内の前記基層(105)の部分を選択的に除去する工程を含む、請求項1に記載の装置。 The etching step further exposes the base layer (105) to an etchant that is diffusible via the self-assembled monolayer (SAM) (107) disposed on the edge (125) , thereby within the target region. The apparatus of claim 1, comprising selectively removing portions of the base layer (105) of the substrate. 前記目標領域から前記基層(105)の前記部分を除去した後、前記パターン化層(115)を除去する工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。 The method of claim 2, further comprising removing the patterned layer (115) after removing the portion of the base layer (105) from the target region. 前記目標領域から前記基層の前記部分を除去した後、前記自己組織化単分子膜(SAM)(107)を除去する工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。 3. The method of claim 2, further comprising removing the self-assembled monolayer (SAM) (107) after removing the portion of the base layer from the target region. 前記自己組織化単分子膜(SAM)(107)は、前記基層(105)に対して有機分子を化学的に結合させることが可能な官能基を有する1つまたは複数の前記有機分子を含む、請求項1に記載の方法。 The self-assembled monolayer (SAM) (107) includes one or more organic molecules having a functional group capable of chemically bonding organic molecules to the base layer (105) . The method of claim 1. 基礎基板(210)上に配置された配線を作製する方法であって、前記方法は、
パターン化層(215)がその縁部に隣接して配置された目標領域(220)を形成するように、前記基礎基板(210)の上に形成された基層(205)の部分上に前記パターン化層(215)を形成する工程と、
第1の自己組織化単分子膜(SAM)(207)を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層(205)に対して化学的に結合させる工程であって、前記第1の自己組織化単分子膜(SAM)(207)は前記目標領域内で未組織性領域を含む工程と、
前記目標領域内で前記第1の自己組織化単分子膜(SAM)を第2の自己組化単分子膜(SAM)(245)と交換する工程と
前記目標領域の外側に位置する前記基層(205)を除去する工程とを含む、方法。
A method for producing a wiring arranged on a base substrate (210), the method comprising:
As patterned layer (215) forms a target area (220) located adjacent an edge thereof, said on portion of the prior SL-formed substrate on the base substrate (210) (205) Forming a patterned layer (215) ;
Aligning a first self-assembled monolayer (SAM) (207) with the patterned layer, but excluding the patterned layer and chemically bonding to the base layer (205) , A first self-assembled monolayer (SAM) (207) comprising an unorganized region within the target region;
Replacing the first self-assembled monolayer (SAM) with a second self-assembled monolayer (SAM) (245) within the target region ;
Removing the base layer (205) located outside the target area .
前記目標領域(220)の外側に配置された前記基層(205)をエッチングする工程をさらに含む、請求項6に記載の方法。 The method of claim 6, further comprising etching the base layer (205) disposed outside the target area (220) . 前記基層(205)をエッチングする工程は、前記パターン化層(215)をパターン化層のエッチャントに曝露し、それにより前記パターン化層(215)を除去して、前記基層(205)の前記部分の被覆を取り除く工程を含む、請求項7に記載の方法。 Etching the base layer (205) comprises exposing the patterned layer (215) to an etchant of the patterned layer, thereby removing the patterned layer (215) and the portion of the base layer (205) . 8. The method of claim 7, comprising the step of removing the coating. 前記除去工程は、前記基層(205)のエッチャントが前記第1のSAM(207)を介して拡散可能となるような基層エッチャントに前記基層(205)を曝露し、それにより前記第1のSAM(207)の下方の近傍にある前記基層(205)を除去する工程を含む、請求項8に記載の方法。 The removal step, the exposed base layer (205) to the base layer etchant such as an etchant of the substrate (205) can be spread through the first SAM (207), whereby said first SAM ( 9. The method of claim 8, comprising removing the base layer (205) in the vicinity below 207) . 基層(205)上に配置された配線を作製する方法であって、前記方法は、A method for producing a wiring arranged on a base layer (205), the method comprising:
パターン化層(215)がその縁部に隣接して配置された目標領域(220)を形成するように、前記基層(205)の部分上に前記パターン化層を形成する工程と、Forming the patterned layer on a portion of the base layer (205) such that the patterned layer (215) forms a target region (220) disposed adjacent to its edge;
第1の自己組織化単分子膜(SAM)(207)を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層(205)に対して化学的に結合させる工程であって、前記第1の自己組織化単分子膜(SAM)(207)は前記目標領域内で未組織性領域を含む工程と、Aligning a first self-assembled monolayer (SAM) (207) with the patterned layer, wherein the first layer is chemically bonded to the base layer (205) except for the patterned layer, A first self-assembled monolayer (SAM) (207) comprising an unorganized region within the target region;
前記目標領域内で前記第1の自己組織化単分子膜(SAM)を第2の自己組化単分子膜(SAM)(245)と交換する工程と、Replacing the first self-assembled monolayer (SAM) with a second self-assembled monolayer (SAM) (245) within the target region;
前記目標領域内での導電性金属結晶の核成長工程とを含む、方法。And nucleating a conductive metal crystal in the target region.
基礎基板(310)上に絶縁層(350)を配置する工程と、前記絶縁層(350)上に基層(305)を堆積する工程と、
前記基層(305)に溝部(301)を形成する工程であって、
パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、前記基層(305)の部分の上に前記パターン化層を形成する工程と、
自己組織化単分子膜(SAM)を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させ、前記SAMは前記目標領域内で未組織性領域を含む工程、および、
前記目標領域内の前記基層(305)をエッチングして前記絶縁層を露出させ、それによりソースおよびドレイン(355,360)を形成する工程
を含む工程と、
前記溝部内にゲート誘電体(370)を形成する工程と、
前記パターン化層を除去する工程と、
前記ゲート誘電体(370)ならびに前記ソースおよびドレイン(355,360)上に半導体構造(375)を形成する工程と
を含む、電界効果トランジスタを作製する方法。
Disposing an insulating layer (350 ) on the base substrate (310) ; depositing a base layer (305) on the insulating layer (350) ;
Forming a groove (301) in the base layer (305) ,
Forming the patterned layer on a portion of the base layer (305) such that a patterned layer forms a target region disposed adjacent to an edge thereof;
A self-assembled monolayer (SAM) is aligned with the patterned layer, but is chemically bonded to the base layer except for the patterned layer, and the SAM includes an unorganized region within the target region. Process, and
Etching the base layer (305) in the target region to expose the insulating layer, thereby forming a source and drain (355, 360) ;
Forming a gate dielectric (370) in the trench;
Removing the patterned layer;
Forming a semiconductor structure (375) on the gate dielectric (370) and the source and drain (355, 360) .
JP2004151141A 2003-05-21 2004-05-21 Formation of narrow shape using edge of self-assembled monolayer Expired - Fee Related JP4964406B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/442774 2003-05-21
US10/442,774 US20110294296A1 (en) 2003-05-21 2003-05-21 Using edges of self-assembled monolayers to form narrow features

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005033184A JP2005033184A (en) 2005-02-03
JP4964406B2 true JP4964406B2 (en) 2012-06-27

Family

ID=34215770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004151141A Expired - Fee Related JP4964406B2 (en) 2003-05-21 2004-05-21 Formation of narrow shape using edge of self-assembled monolayer

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20110294296A1 (en)
JP (1) JP4964406B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4550389B2 (en) * 2003-09-12 2010-09-22 株式会社日立製作所 Semiconductor device
US7659416B2 (en) 2005-03-23 2010-02-09 Tokyo Institute Of Technology Monomolecular conductive complex, conductive self-assembled film and assembly of electrode composed of metal and semiconductor making use of the same
JP2006269905A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Nara Institute Of Science & Technology Protein supramolecule patterning method
JP4611944B2 (en) * 2006-07-28 2011-01-12 日立マクセル株式会社 Groove forming method
US7767099B2 (en) 2007-01-26 2010-08-03 International Business Machines Corporaiton Sub-lithographic interconnect patterning using self-assembling polymers
DE102007043360A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-19 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Electronic component, process for its production and its use
JP5186865B2 (en) * 2007-10-01 2013-04-24 住友化学株式会社 Composition for organic transistor insulating film
US9147780B2 (en) 2012-12-17 2015-09-29 Kaneka Corporation Solar cell, method for manufacturing same, and solar cell module
US9331094B2 (en) * 2014-04-30 2016-05-03 Sandisk Technologies Inc. Method of selective filling of memory openings

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005033184A (en) 2005-02-03
US20110294296A1 (en) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7952173B2 (en) Nanometric device with a hosting structure of nanometric elements
JP4825863B2 (en) Manufacture of graphene nanodevices
US8361704B2 (en) Method for reducing tip-to-tip spacing between lines
US7732335B2 (en) Method for forming pattern in semiconductor device
JP2005534190A (en) Micro contact printing method
JP4964406B2 (en) Formation of narrow shape using edge of self-assembled monolayer
JP2002294469A (en) Method for selectively etching sam substrate
JP2009513830A (en) Structure fabrication method
CN112447528A (en) Method for manufacturing integrated circuit
CN110544671A (en) Method for forming semiconductor structure
CN1959940B (en) Method for forming part of semiconductor device
JP2008071867A (en) Organic transistor and method for producing organic transistor
CN101087010A (en) Patterning process and method for manufacturing organic thin film transistors using the process
KR100579511B1 (en) Etchant for forming metal wiring and metal wiring forming method using the same
KR101045128B1 (en) Fabrication of Cross Structures of Nanostructures
US7585334B2 (en) Manufacturing method for molecular rulers
JP3952455B2 (en) Nano-patterning method using organic monomolecular film as resist
JP2006303199A (en) Method for forming pattern and organic thin film transistor
JP2937537B2 (en) Pattern formation method
JP2018159102A (en) Metal pattern forming method
KR100318454B1 (en) A method for fabricating semiconductor device
KR101250422B1 (en) High Definition Printing Plate of Liquid Crystal Display and Method for Manufacture using the same
JPH0327521A (en) Manufacture of mos-type transistor
US7928011B2 (en) Method for structuring a substrate using a metal mask layer formed using a galvanization process
JP4722679B2 (en) Electrode manufacturing method and device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070517

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091224

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100324

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100329

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100426

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100430

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100524

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100527

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20100624

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120213

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120328

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150406

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees